[發明專利]吸波材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201110439922.9
• 申請日: 2011-12-26
• 公開（公告）號: CN103172972A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 劉若鵬;趙治亞;曹燕歸;熊曉磊;繆錫根
• 申請（專利權）人: 深圳光啟高等理工研究院
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K7/06;C08K3/04;C08K3/24
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及一種新型吸波材料，具體的說是一種用于電磁波吸收的新型吸波材料。?

背景技術

隨著現代科學技術的發展，電磁波輻射對環境的影響日益增大。因此，治理電磁污染，尋找能抵擋并削弱電磁波輻射的材料已成為材料科學的一大課題。?

本文中使用的術語“吸波材料”是指能吸收投射到它表面的波能量，并通過材料的介質損耗使波能量轉化為熱能或其他形式的能量的材料。吸波材料一般由基體材料(或粘接劑)與吸收介質(吸收劑)復合而成。由于各類材料的化學成分和微觀結構不同，其吸波機理也不盡相同。盡管如此，材料的吸波性能還是可以用宏觀的電磁理論進行分析，工程上也常常使用材料宏觀的介電常數和磁導率來評價吸波材料的反射和傳輸特性。材料吸收電磁波的基本條件是：1，電磁波入射到材料上時，它能盡可能不反射而最大限度地進入材料內部，即要求材料滿足阻抗匹配；2，進入材料內的電磁波能迅速地幾乎全部衰減掉，即要求材料滿足衰減匹配。?

本領域中已知的吸波材料主要包括以下類型：鐵氧體吸波材料，碳纖維結構吸波材料和納米材料吸波材料。?

鐵氧體吸波涂料是發展最早較為成熟的吸波材料，主要有鎳鋅鐵氧體、?錳鋅鐵氧體和鋇系鐵氧體等，其吸波機理是磁疇自然共振。鐵氧體分為尖晶石型、石榴石型和磁鉛石型，其中以六角晶系片狀磁鉛石型的吸波性能最好，因六角晶系片狀磁鉛石型鐵氧體具有較高的磁性各向異性等效場，其自然共振頻率較高，表現出優良的高頻吸波性能。其優點是吸收強、頻帶較寬、成本低；缺點是密度大，高溫特性差。?

鐵氧體吸波材料按微觀結構不同，可分磁鉛石型、尖晶石型和石榴石型3個主要系列。目前對前兩者的研究較多，對石榴石型的研究極少。T.Boudiar、B.Payet-Gervy和M.-F.Blanc-Mignon等研究了用射頻濺射法精制的釔鐵石榴石(YIG)薄膜的磁光特性(Magneto-optical?properties?of?yttrium?iron?garnet(YIG)thin?films?elaborated?by?radio?frequency?sputtering，Journal?of?Magnetism?and?Magnetic?Materials，Volume：284(2004-12)，Page：77-85)。角晶系磁鉛石型(以BaFe12O19為代表)因其較高的磁性各向異性等效場而具有較高的自然共振頻率，通常用作厘米波段和毫米波段的吸收劑，或通過摻雜以進一步展寬頻帶。?

尖晶石型鐵氧體研究與應用的歷史較長，但由于其電磁參數很難滿足相對介電常數和相對磁導率盡可能接近的原則，因此單一材料難以滿足頻帶寬、厚度薄和面密度小的要求，常把其粉末分散到磁性微粒中制成復合鐵氧體材料，可以通過鐵氧體的粒徑、組成等來調整其電磁參數以改善鐵氧體的吸波性能。?

李峰(新型碳材料，2000，15(3)：79-80)公開，由于碳納米管具有良好的導電性能，將其作為微波吸收劑引入聚合物中可形成導電網絡，對聚合物具有增強作為，與聚合物符合可成為一種性能優良的電阻型寬帶吸波材?料，其性能遠遠超出常規的碳黑、石墨填充的聚合物吸波材料。碳納米管對于電磁波具有優良吸收作用的原因包括：1，納米顆粒的尺寸遠遠小于電磁波波長，對于電磁波的透過率比常規材料要高得多，從而大大減少了波的反射；2，納米材料的比表面積比常規粉末大3-4個數量級，因此對電磁波的吸收率也比常規粉末大得多。因此，碳納米管制備的吸波材料具有可控和兼容性好、質量輕等優點。?

導電高分子吸波涂料通過將導電纖維摻混于常規粉體吸收劑制得，其優點是：密度小、可分子設計、結構多樣化、可實現紅外和微波兼容、易復合加工，可以較大幅度地提高材料的吸波性能。但是，該種吸波涂料具有頻帶窄的缺點，特別是在低頻波段的吸波效果很差。?

納米吸波涂料是將納米粒子用于涂料中獲得具有某些特殊功能的涂料。一方面納米涂料在常規的力學性能如附著力、抗沖擊、柔韌性方面會得到提高，另一方面有可能提高涂料的耐老化、耐腐蝕、抗輻射性能。此外，納米涂料還可能呈現出某些特殊功能，如自清潔、抗靜電、隱身吸波、阻燃等性能。?

然而，本領域中已知的吸波材料仍存在以下問題：吸波頻帶窄，吸波量低，力學性能差，吸收機理單一，無法做到兼容。因此，本領域仍然需要新型的吸波材料，其在寬頻范圍內對電磁參數頻散效應不敏感，可在寬頻率范圍內同時滿足阻抗匹配和強吸收。?

發明內容

本發明提供一種吸波材料，其包含聚合物基質、碳納米管和鈦酸鋇納?米線。?